Тем не менее, главные силы русских были по приказу Николая Николаевича разделены.
3 июля сдалась турецкая крепость Никополь с семитысячным гарнизоном. После взятия Никополя генерал-лейтенанту Криденеру логично было двинуться на никем не защищаемую Плевну. Плевна была узлом дорог, ведущих к Софии, к Ловче, к Шипкинскому перевалу и т. д. 5 июля разъезды 9-й кавалерийской дивизии донесли о движении к Плевне больших сил неприятеля. Это были войска Османа-паши, срочно переброшенные из Западной Болгарии. Первоначально у Османа-паши было 17 тысяч человек при 30 полевых орудиях.
Начальник штаба действующей армии генерал Непокойчицкий еще 4 июля послал Криденеру телеграмму: «…двинуть тотчас для занятия Плевны казачью бригаду, два полка пехоты с артиллериею». 5 июля генерал Криденер получил телеграмму от главнокомандующего, в которой он требовал немедленно занять Плевну и «прикрыться в Плевно от возможного наступления войск из Виддина». Наконец, 6 июля Непокойчицкий шлет еще одну телеграмму, в которой говориться: «Если не можете выступить тотчас в Плевно со всеми войсками, то пошлите туда немедленно казачью бригаду Тутолмина и часть пехоты».
Турецкие войска Османа-паши, совершая ежесуточно 33-километровый переход, за 6 суток преодолели 200-километровый путь, заняли Плевну, тогда как генерал Криденер не сумел преодолеть расстояние в 40 км. Выделенные, наконец, генералом Криденером части подошли к Плевне, но были встречены огнем конной разведки, в то время как войска Османа-паши расположились на окружающих Плевну возвышенностях и приступили к оборудованию на них позиций.
Когда-то Плевна имела небольшую крепость, но она была разрушена еще в 1810 г. отрядом графа Воронцова. До июля 1877 г. город укреплений не имел. Однако с севера, востока и юга Плевна прикрывалась господствующими высотами. Осман-паша возвел вокруг Плевны полевые укрепления, удачно использовав рельеф местности.
Для овладения Плевной Криденер послал отряд генерал-лейтенанта Шильдер-Шульднера, который лишь к концу дня 7 июля подошел к укреплениям турок. В отряде было 8600 штыков и сабель при 46 полевых орудиях.
8 июля Шильдер-Шульднер атаковал турок, но вынужден был отойти. В бою 8 июля, получившем название «Первая Плевна», русские потеряли убитыми и ранеными 75 офицеров и 2326 нижних чинов. По русским данным потери турок были менее двух тысяч человек.
Наличие в Плевне войск Османа-паши на удалении всего лишь двух переходов от единственной переправы у Систово взволновало великого князя Николая Николаевича, так как это угрожало всей русской армии и особенно войскам, выдвинутым за Балканы, и естественно, его штаб-квартире. Поэтому было принято решение разгромить войска Османа-паши (силы которого значительно преувеличивались) и овладеть Плевной.
К середине июля русское командование сосредоточило под Плевной 26 тысяч штыков и сабель, 160 пеших и 24 конных полевых пушек. При этом следует отметить, что русские генералы не догадались окружить Плевну. К Осману-паше свободно подходили подкрепления, подвозились боеприпасы и продовольствие. К середине июля силы Османа-паши в Плевне увеличились до 22 тысяч человек с 58 орудиями. Как видим, русские войска не имели перевеса в численности, а почти тройной перевес в артиллерии не мог быть решающим, так как тогдашняя полевая артиллерия была бессильна при действии даже по грамотно сделанным земляным укреплениям полевого типа. Кроме того, артиллерийские начальники под Плевной не рисковали посылать пушки в первые ряды атакующих и в упор расстреливать защитников редутов, как это было у Карса.
Тем не менее, 18 июля Криденер начал второй штурм Плевны. Штурм кончился катастрофой – было убито и ранено 168 офицеров и 7167 нижних чинов, в то время как потери турок не превосходили 1200 человек. В ходе штурма Криденер отдавал бестолковые приказы, артиллерия в целом действовала вяло и за весь бой израсходовала 4073 снаряда.
После «Второй Плевны» в русском тылу началась паника. В Систово приняли подходящих казаков за турок и уже собрались им сдаваться. Великий князь Николай Николаевич обратился к румынскому королю Карлу со слезной просьбой о помощи. Кстати, румыны и до этого предлагали свои войска, но канцлер Горчаков категорически не соглашался на переход румынами Дуная из-за каких-то хитрых политических интриг.
Турецкие паши имели возможность наголову разгромить русскую армию и выбросить остатки за Дунай. Но они тоже не любили рисковать, и тоже интриговали друг против друга. На несколько недель на театре боевых действий установилась позиционная война (при отсутствии сплошного фронта).
19 июля Александр II, испуганный «Второй Плевной», издает Высочайшее повеление о мобилизации Гвардейского, Гренадерского корпусов, 24-й, 26-й пехотных и 1-й кавалерийской дивизии, всего 110 тысяч человек и 440 орудий, которые, однако, не могли прибыть ранее сентября – октября. Кроме того, велено двинуть на театр войны уже мобилизованные 2-ю, 3-ю пехотные дивизии и 3-ю стрелковую бригаду, но и эти части не могли прибыть ранее середины августа.
До прибытия подкреплений было решено ограничиться обороной на всем театре войны.
К 25 августа к Плевне были стянуты значительные силы русских и румын. 75 500 штыков, 8600 сабель и 424 орудия, из которых более 20 были осадными. Силы турок составляли 29400 штыков, 1500 сабель и 70 полевых орудий. 30 августа состоялся третий штурм Плевны. Дата штурма была приурочена ко дню тезоименитства царя. Наблюдать за штурмом прибыли лично Александр II и великий князь Николай Николаевич.
Генералы не позаботились о массировании артиллерийского огня, мортир под Плевной было единицы, в результате огонь противника подавлен не был, и войска понесли огромные потери. Штурм был отбит. Русские потеряли убитыми и ранеными двух генералов, 295 офицеров и 12471 нижних чинов, их союзники румыны потеряли около трех тысяч человек. Турки потеряли тоже три тысячи человек.
«Третья Плевна» произвела ошеломляющее впечатление на армию и на всю страну. 1 сентября Александр II созвал в местечке Порадиме военный совет. На совете главнокомандующий великий князь Николай Николаевич предложил немедленно уходить за Дунай. В этом его фактически поддержали генералы Зотов и Массальский, но военный министр Милютин и генерал Левицкий категорически выступили против отступления. После долгого размышления Александр II согласился с мнением Милютина и Левицкого. Было решено вновь перейти к обороне, до прибытия новых подкреплений.
Тем не менее, Осман-паша сознавал свое рискованное положение в импровизированном плевненском лагере и просил разрешения отступить, пока его там не блокировали. Ему, однако, было предписано оставаться в Плевне. Из гарнизонов Западной Болгарии была сформирована в Софийском районе армия Шефкета-паши, которую предполагалось направить к Осману. 8 сентября Шевкет-паша двинул в Плевну дивизию Ахмета-Хивзи (10 тысяч штыков при 12 орудиях) с громадным продовольственным транспортом. Сбор этого транспорта прошел незамеченным, а когда вереницы этих обозов протянулись мимо массы нашей конницы (6 тысяч сабель, 40 орудий), бездарный и робкий ее начальник генерал Крылов не решился их атаковать. Ободренный этим, Шевкет-паша 23 сентября двинул еще один транспорт, с которым отправился и сам, причем от Телиша всю охрану составлял всего один кавалерийский полк! Крылов пропустил транспорт и самого Шевкетапашу, проехавшего со слабым конвоем обратно из Плевны в Софию. Попустительством Крылова армия Османа-паши была снабжена продовольствием на два месяца!